En découpant des fossiles et en examinant les anneaux de croissance, les scientifiques ont appris à quel point les dinosaures prédateurs sont devenus si grands –

«Nous voulions examiner un large éventail de théropodes différents, des dinosaures carnivores à deux pattes, afin de comprendre des schémas plus larges de croissance et d’évolution dans le groupe», déclare Tom Cullen, l’auteur principal d’une nouvelle étude dans Actes de la Royal Society B.

Cullen, un affilié scientifique du Field Museum de Chicago qui a travaillé sur l’étude en tant que chercheur postdoctoral au Field avec le conservateur des dinosaures du musée, Pete Makovicky, explique: «Nous voulions particulièrement comprendre comment certains d’entre eux sont devenus si grands – est la route T. rex a grandi la seule façon de le faire? “

Makovicky, une filiale scientifique du Field et professeur de géologie à l’Université du Minnesota et auteur principal de l’article, déclare: «Nous voulions également voir si nous obtenions le même record de croissance lorsque nous avons échantillonné une variété d’os différents du même squelette. . Toutes ces questions sur la croissance des théropodes pourraient avoir un impact sur notre compréhension de l’évolution du groupe. ” Makovicky a développé l’idée du projet et a également découvert plusieurs des dinosaures dont les fossiles ont été analysés dans l’étude.

La question de savoir comment un animal grandit est étonnamment délicate. Les mammifères comme nous ont tendance à traverser une période de croissance extrême lorsque nous sommes jeunes, puis à conserver la même taille une fois que nous atteignons l’âge adulte. Dans d’autres groupes d’animaux, ce n’est pas toujours le cas. «Le taux de croissance varie vraiment, il n’y a pas de taille unique», dit Cullen, qui est maintenant chercheur postdoctoral au Musée des sciences naturelles de Caroline du Nord. “Les oiseaux ont de super poussées de croissance et atteignent la taille adulte très rapidement, tandis que les reptiles comme les alligators et divers lézards et serpents ont une croissance prolongée. Avec eux, un très très grand individu est probablement très vieux.”

Les dinosaures théropodes aiment T. rex sont liés à la fois aux oiseaux modernes et aux reptiles – en fait, les oiseaux sont les seuls théropodes vivants. Les scientifiques ne savaient pas si les modèles de croissance des théropodes ressemblaient davantage à ceux des oiseaux ou des reptiles, et ces différents modèles de croissance peuvent faire une grande différence dans la façon dont un animal s’intègre dans son écosystème. Devenir gros rapidement peut être un avantage concurrentiel – il vous est plus facile de chasser d’autres animaux et plus difficile pour les autres animaux de vous chasser. D’un autre côté, une poussée de croissance demande beaucoup d’énergie et de ressources, et il est plus facile de devenir un peu plus grand chaque année toute votre vie. “La quantité de calories T. rex aurait eu besoin pendant sa poussée de croissance aurait été ridicule », dit Cullen – comme un adolescent qui mangeait des dinosaures au lieu de sacs sans fin de bouchées de bagel.

La principale difficulté dans l’étude des animaux disparus est que nous ne pouvons jamais savoir exactement à quoi ressemblait leur vie. Comme nous ne pouvons pas observer directement un dinosaure grandir comme vous pouvez le faire aujourd’hui, il est difficile de savoir avec certitude comment il a grandi. Mais il y a des indices dans les archives fossiles qui révèlent des modèles de croissance.

“” À l’intérieur des os au fur et à mesure qu’un animal grandit, il y a des marques comme des anneaux d’arbre qui enregistrent à peu près l’âge de l’animal, sa croissance chaque année et un certain nombre d’autres facteurs “, explique Cullen. Pour trouver ces anneaux de croissance, Cullen et ses collègues ont découpé en fossiles des dizaines de dinosaures, de ceux de la taille de chiens et d’autruches jusqu’à SUE le T. rex, l’un des plus grands dinosaures prédateurs jamais découverts. Accéder à des os tranchés et dés à partir d’une gamme de théropodes n’était pas une proposition facile, mais Cullen et Makovicky ont contacté des collègues du monde entier. En particulier, ils ont pu obtenir des échantillons d’une nouvelle espèce de carcharodontosauridé géant d’Argentine comme contrepoint direct à T. rex – ce spécimen a été découvert et fouillé par Makovicky en collaboration avec ses collègues argentins Juan Canale et Sebastian Apesteguía. Les auteurs ont également contacté des collègues du Musée paléontologique du Liaoning pour obtenir des échantillons de petits théropodes étroitement liés aux oiseaux afin d’obtenir l’échantillonnage évolutif large nécessaire pour déterminer les schémas à grande échelle du cycle biologique.

“Le tout premier spécimen que le Field Museum m’a laissé échantillonner était SUE le T. rex», dit Cullen.« C’était assez angoissant, car c’est un fossile si célèbre. »Il a utilisé un foret de carottage à pointe de diamant pour couper un petit cylindre de l’os de la cuisse de SUE. L’échantillon résultant était une coupe transversale de SUE. l’os, avec des lignes comme des anneaux d’arbre montrant où le nouvel os avait poussé année après année (le morceau d’os manquant, de la taille d’une pile D, était ensuite rempli de mastic brun – si vous allez voir SUE au Field Museum et regardez attentivement leur cuisse gauche, vous pourriez le voir, mais c’est difficile à repérer.)

De retour au laboratoire, Cullen a coupé des échantillons d’os si fins que la lumière pouvait les traverser et les a examinés au microscope.

«La plupart des animaux ont une période chaque année où ils arrêtent de grandir, ce qui est traditionnellement suggéré pour être en période comme l’hiver où la nourriture est plus rare. Cela apparaît dans les os comme une ligne, comme un anneau d’arbre», explique Cullen. En analysant ces lignes de croissance et en examinant les os pour de nouvelles régions de croissance, les scientifiques peuvent obtenir une estimation approximative de l’âge d’un animal et de sa croissance chaque année. Il y a aussi des indices dans la structure osseuse.

«Vous pouvez voir toutes les petites zones où les cellules osseuses se sont développées et la structure des vaisseaux sanguins qui ont traversé l’os», explique Cullen. “Ces canaux vasculaires vous indiquent à peu près à quelle vitesse l’os se développait. Si les canaux sont plus organisés, l’os se déposait plus lentement, et si la structure est chaotique, il se développe plus rapidement.”

Cullen a découvert que les modèles de croissance des dinosaures dépendaient de leur famille. T. rex et ses parents, les coelurosaures, ont connu une période de croissance extrême pendant l’adolescence, puis ils se sont évanouis une fois qu’ils ont atteint l’âge adulte. SUE le T. rex vécu jusqu’à environ 33 ans, le plus vieux T. rex actuellement connus, mais ont atteint leur taille adulte à 20 ans. Pour atteindre cette taille massive, SUE a probablement gagné environ 35 à 45 livres par semaine à l’adolescence. Leurs cousins ​​plus éloignés, les allosauroïdes, pouvaient atteindre des tailles presque aussi grandes que T. rex, mais ils ont grandi lentement tout au long de leur vie, les individus les plus âgés atteignant les plus grandes tailles. Parmi les allosauroïdes qu’ils ont échantillonnés, il y avait le nouveau carcharodontosaure d’Argentine. Il a atteint une taille proche de celle de SUE, mais n’a atteint la taille adulte qu’après 30 à 40 ans. Il a vécu jusqu’à environ 50 ans ou plus, ce qui en fait le plus vieux théropode jamais enregistré, à part certains oiseaux comme les perroquets. Malgré son âge avancé, il n’avait cessé de croître que 2 ou 3 ans avant de faire partie des archives fossiles.

La découverte soulève des questions sur la manière dont ces dinosaures prédateurs interagissaient avec les animaux qui les entouraient. Les dinosaures herbivores qui vivaient à côté T. rex étaient des cératopsiens comme les Tricératops et les hadrosaures à bec de canard. Ils ont grandi extrêmement rapidement à l’adolescence aussi. Les carnivores allosauroïdes à croissance lente vivaient avec de gros sauropodes à long cou qui se développaient également rapidement, mais semblent avoir mis beaucoup de temps à atteindre leur taille réelle. Ces tendances peuvent être liées.

«Nous ne pouvons pas le dire avec certitude, mais il pourrait y avoir une sorte de pression de sélection pour que les coelurosaures grandissent rapidement pour suivre leur proie, ou une pression pour que les allosauroïdes continuent de croître en taille puisque leur proie augmentait également en taille. », déclare Cullen. «Mais c’est assez spéculatif. Il se pourrait que même si les sauropodes continuaient à grandir toute leur vie, ils avaient tellement de progéniture qu’il y avait toujours quelque chose de petit à manger.

Mais bien que la recherche n’ait pas répondu à toutes les questions sur les raisons pour lesquelles les dinosaures aiment T. rex ont grandi comme ils l’ont fait, dit Cullen, “Je suis vraiment fier de ce travail. C’est le point culminant de nombreuses années de petits projets visant en quelque sorte un objectif central consistant à essayer de comprendre la croissance de ces animaux et de comprendre les nombreux facteurs. qui influencent ces schémas. Cela ne résout pas le problème, mais c’est un très grand pas en avant. “